ENERGIA J
DROWA
Energia jądrowa (energia atomowa)  energia uzyskiwana w wyniku reakcji rozszczepienia jądra
atomowego lub reakcji syntezy jądrowej. Rozszczepienie jednego jądra uranu dostarcza energii około
J, natomiast spalenie jednego atomu węgla tylko około J. Przez rozszczepienie dana
masa uranu dostarcza około 2 500 000 razy więcej energii niż taka sama masa węgla przez spalenie. Synteza
jądrowa helu z deuteru wyzwala około 400 razy więcej energii niż rozszczepienie uranu (przy takiej samej
masie materiałów wyjściowych).
Reakcja rozszczepienia może byt wywołana uderzeniem neutronu w jądro uranu. W efekcie neutron jest
pochłaniany, a następnie jądro uranu rozpada się na dwa jądra o zbliżonych masach oraz są emitowane
neutrony i promieniowanie elektromagnetyczne w postaci kwantów ł. Neutrony mogą powodować
rozszczepienie kolejnych jąder uranu . Jeśli średnio tylko jeden neutron emitowany w procesie
rozszczepienia doprowadzi do rozszczepienia kolejnego jądra, to liczba neutronów oraz rozszczepianych
jąder będzie stała. Jeśli natomiast średnio więcej niż jeden neutron emitowany w procesie rozszczepienia
doprowadzi do rozpadu kolejnego jądra to liczba neutronów oraz rozszczepianych jąder będzie szybko rosła.
Taki proces nazywamy reakcją łańcuchową, jeśli przyjmiemy, że w wyniku rozszczepienia jądra są
emitowane trzy neutrony i każdy z nich wywołuje rozszczepienie następnego jądra, to w kolejnych etapach
rozszczepieniu ulegnie 3,9,27,81 itd. jąder.
Przebieg reakcji łańcuchowej
Aby rozwinęła się reakcja łańcuchowa, emitowane neutrony musza wywoływać następne reakcje
rozszczepienia. Na przykład neutrony emitowano w wyniku rozszczepienia uranu muszą napotykać
kolejne jądra uranu , by mogły wywołać ich rozszczepienie. Uran występujący naturalnie jest
mieszaniną izotopów: (99,3%), (0,7%) i śladowych ilości . Reakcja łańcuchowa nie zachodzi
w naturalnych rudach uranu, gdyż znajduje się w niej zbyt mało uranu . Większość atomów uranu
stanowią atomy . Pochłaniają one neutrony pochodzące z rozszczepienia uranu , ale nie ulegają
rozszczepieniu. By tworzyć warunki umożliwiające zajęcie reakcji łańcuchowej: należy zwiększyć w uranie
naturalnym zawartość uranu . W tym celu stosuje się proces, który nazywamy wzbogacaniem uranu.
Uran o zwiększonej zawartości izotopu to uran wzbogacony.
Pierwszym warunkiem zajścia reakcji łańcuchowej jest więc wystarczająco duża zawartość
ulegających rozszczepieniu jąder (izotopu) w próbce.
Ale nawet gdyby próbka zawierała tylko jądra uranu , może nie dojść do reakcji łańcuchowej, jeśli
próbka będzie zbyt mała, większość neutronów wyleci z niej, zanim napotka kolejne jądro uranu .
Istnieje więc minimalna masa próbki, w której może zajść reakcja łańcuchowa. Masę taką nazywamy masą
krytyczną.
Reakcja łańcuchowa jest możliwa tylko w próbce, której masa jest większa od masy krytycznej.
Reaktor jądrowy  urządzenie w którym podtrzymuje się i kontroluje reakcję łańcuchową rozszczepienia
jadra atomowego w celu produkcji energii jądrowej, izotopów promieniotwórczych lub nowych nuklidów.
Paliwem może być , , .
Wydajniejszym od rozszczepienia z
ródłem energii jest reakcja syntezy czyli łączenia się jąder lekkich
pierwiastków. W bardzo wysokiej temperaturze i pod dużym ciśnieniem jadra wodoru łączą się w reakcji
syntezy, tworząc jadra helu. Wydziela się przy tym bardzo duża energia. Reakcja taka stanowi z
ródło energii
Słońca.